Презентация "Свойства света" 8 класс

Свойства света 8 класс Мельникова Е.В. учитель физики Содержание:

• 1. Свет. Источники света.
• 2. Звезда – Солнце.
• 3. Закон прямолинейного распространения света
• 4. Тень и полутень.
• 5. Солнечные и Лунные затмения.
• 6. Отражение света. Законы отражения света.
• 7. Плоское зеркало.
• 8. Сферические зеркала.
• 9. Преломление света. Закон преломления света.
• 10. Полное отражение света.
• 11. Спектральное разложение белого света. Цвета тел.

Оптика

• Раздел физики изучающий природу света, световые явления и взаимодействия света с веществом.

• Примеры световых явлений

Что такое свет?

Опытным путем было установлено, что свет нагревает тела, на которые падает. Следовательно он передает этим телам энергию. Свет – это излучение, но лишь та его часть, которая воспринимается глазом. Поэтому свет еще называют видимым излучением. Диапазон частот видимого излучения:

400 ТГц< ν< 800 ТГц

Тела, от которых исходит свет, являются источниками света.

Искусственные источники света

Тепловые

Люминесцирующие

Тепловые источники излучают видимый свет при нагреве выше 800°C

(лампа, свеча, Солнце).

Люминесцентные источники дают холодное свечение

(экран телевизора, лампы дневного света, рекламные трубки).

Солнце – это не заурядный желтый карлик, как раньше было принято говорить. Это звезда, около которой есть планеты, содержащие много тяжелых элементов. Это звезда, которая образовалась после взрывов сверхновых, она богата железом и другими элементами. Около которой смогла сформироваться такая планетная система, на третьей планете которой – Земле – возникла жизнь. Пять миллиардов лет – возраст нашего Солнца. За счет чего оно светит? Какова структура и дальнейшая эволюция Солнца? Какое влияние оказывает Солнце на Землю? Солнце – звезда, вокруг которой обращается наша планета. Среднее расстояние от Земли до Солнца, т.е. большая полуось орбиты Земли, составляет 149,6 млн. км = 1 а.е. (астрономическая единица). Солнце является центром нашей планетной системы, в которую кроме него входят 9 больших планет, несколько десятков спутников планет, несколько тысяч астероидов (малых планет), кометы, метеорные тела, межпланетные пыль и газ. Размеры Солнца очень велики. Так, радиус Солнца в 109 раз, а масса – в 330 000 раз больше радиуса и массы Земли. А вот средняя плотность нашего светила невелика – всего в 1,4 раза больше плотности воды. Размеры Солнца очень велики. Так, радиус Солнца в 109 раз, а масса – в 330 000 раз больше радиуса и массы Земли. А вот средняя плотность нашего светила невелика – всего в 1,4 раза больше плотности воды. Впервые вращение Солнца наблюдал Галилей по движению пятен по поверхности. Различные зоны Солнца вращаются вокруг оси с различными периодами. Так точки на экваторе имеют период около 25 суток, на широте 40° период вращения равен 27 суток, а вблизи полюсов – 30 суток. Это доказывает, что Солнце вращается не как твердое тело, скорость вращения точек на поверхности Солнца уменьшается от экватора к полюсам. Полное количество энергии, излучаемой Солнцем, составляет L  = 3,86∙1033 эрг/с = 3,86∙1026 Вт. Это соответствует 6,5 кВт с каждого квадратного сантиметра его поверхности! Лишь одну двухмиллиардную часть этой энергии получает Земля.

Рис. 4 Пучок света и световые лучи

Источники излучают свет во всех направлениях в пространстве. Если включить карманный фонарь, то его корпус будет ограничивать световой поток и свет будет распространяться в виде светового пучка, расширяющегося по мере удаления от источника. Линии, вдоль которых распространяется свет, называют световыми лучами.

Свет распространяется по всем направлениям, но если между глазом и источником поместить непрозрачный предмет, то источник света мы не увидим.

Объясняется это тем, что свет в прозрачной однородной среде распространяется прямолинейно.

Это закон прямолинейного распространения света.

Закон прямолинейного распространения света

Свет в прозрачной однородной среде распространяется прямолинейно.

Закон прямолинейного распространения света был впервые сформулирован Евклидом в III в. до н.э.

Древние греки и египтяне использовали закон прямолинейного распространения света для установления колонн по одной прямой. Колонны располагались так, чтобы из-за ближайшей к глазу колонны не были видны все остальные.

Выясним как распространяется свет. Почему мы невидим предметы, находящиеся за углом здания, за деревом, за другими препятствиями. Почему мы не видим источника света, если перед ним поставить непрозрачное тело. Для ответов на эти вопросы проведём следующий опыт.

• Выясним как распространяется свет. Почему мы невидим предметы, находящиеся за углом здания, за деревом, за другими препятствиями. Почему мы не видим источника света, если перед ним поставить непрозрачное тело. Для ответов на эти вопросы проведём следующий опыт.
• Электрическая лампочка излучает пучок света, направленный на экран. Между источником света и экраном расположим 3 листа картона с отверстиями, так, чтобы на экране появилось пятно света. При этом отверстия на листах картона расположены на одной прямой. Сдвинем в сторону один из листов. Отверстия больше не будут находится на одной прямой, и свет не достигнет экрана.

В качестве источника света возьмём обычную электрическую лампочку. Правее неё будем помещать различные предметы. Проводя опыт в тёмной комнате, мы легко увидим на экране тень от этих тел. Тень – это пространство, в которое не попадают лучи света от источника. Образование тени яблока. Образование тени мяча. Образование тени стакана. Чёткая тень получается только от точечного источника света. Точечный источник света – это источник света, размеры которого много меньше расстояния от него до экрана. Обозначим точечный источник света буквой S. Если провести прямую линию через точки S и A, то на ней будет лежать и точка B. Прямая SB является лучом света, который касается шара в точке A. Если бы свет распространялся не прямолинейно, то тень могла бы не образоваться. Теперь возьмём большую лампу, размеры которой будут сравнимы с расстоянием до экрана. Вокруг тени на экране образуется частично освещённое пространство – полутень. Полутень – это пространство, в которое попадает свет от части источника света. Полутень около мяча. Полутень около стакана В данном случае источник света состоит из множества точек, каждая из которых испускает лучи. Таким образом, на экране имеются области, в которые свет от одних точек попадает, а от других нет. В этих областях образуется полутень. Часть области экрана оказывается совсем не освещена. Здесь образуется полная тень При движении вокруг Земли Луна может оказаться между Землёй и Солнцем или Земля – между Луной и Солнцем. Закон прямолинейного распространения света позволяет объяснить, как возникают солнечные и лунные затмения.

• Во время солнечного затмения тень от Луны падает на Землю В тех местах Земли будет наблюдаться полное затмение Солнца. В местах полутени только часть Солнца будет закрыта Луной, то есть произойдёт частичное затмение Солнца. В остальных местах Земли затмения не будет.

Лунное затмение. Во время лунного затмения Луна попадает в тень, отбрасываемую Землёй. Если вся Луна находится в области полной тени от Земли, то наблюдается полное лунное затмение.

• Если Луна погружена в тень не вся, то наблюдается частичное лунное затмение. Если же Луна попадает только в область полутени, то происходит полное или частичное полутеневое затмение.

Источники отраженного света Упавшие на поверхность тела лучи изменяют направление дальнейшего распространения. При отражении свет возвращается в ту же среду, из которой он упал на поверхность тела. Тело, отражающее лучи, становится источником отраженного света.

Угол падения – угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке падения.

Угол отражения – угол между отражённым лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред.





M

N

Линия MN – поверхность раздела двух сред.

Луч SO – падающий луч .

Луч OB – отраженный луч .

B

S

O

C

• SOC – угол падения (угол )
• COB – угол отражения (угол )

Отражение света Отражение света – явление, наблюдаемое при падении света на поверхность раздела двух оптически разнородных сред, свет распространяется обратно в первую среду. Законы отражения света

• Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к границе раздела двух сред в точке падения, лежат в одной плоскости;
• угол падения  равен углу отражения .

Луч отраженный

Луч падающий

перпендикуляр

 = 

Отражение и рассеяние света Отражение света от некоторой поверхности, разделяющей пространство на две части, означает изменение направления переноса энергии света таким образом, что свет продолжает распространяться в первоначальной среде. Если пучок параллельных лучей падает на неровную поверхность или мелкие частицы, то направление лучей меняется случайным образом, и тогда говорят о рассеянии света.

Виды отражения

Диффузное Зеркальное

Зеркальное отражение –

отражение параллельных падающих лучей от плоской поверхности, при котором все отражённые лучи параллельны.

Диффузное отражение –

отражение параллельных падающих лучей от плоской поверхности, при котором все отражённые лучи не остаются параллельными.

Плоское зеркало – плоское стеклянное или металлическое тело с отражающей поверхностью. С плоским зеркалом мы сталкиваемся очень часто- когда причёсываемся, когда управляем автомобилем. Чистое оконное стекло или поверхность пруда тоже могут служить плоскими зеркалами.

• В древности зеркала делали из листов полированного металла, обычно меди или бронзы. Такие зеркала давали нечёткие изображения, потому, что они были не идеально гладкими и рассеивали падающий на них свет. Современные зеркала изготавливаются из плоских листов стекла с нанесённым на них тонким слоем отражающим покрытием из серебра или алюминия на задней поверхности.
• Стекло защищает покрытие и
позволяет сделать его идеально гладким.

Когда предмет находится перед зеркалом, то кажется, что за зеркалом находится такой же предмет. То, что мы видим за зеркалом, называется изображением предмета. Рассмотрим, как возникают изображения предметов в плоском зеркале.

• Пусть перед зеркалом находится точечный источник света S. Из всех лучей, падающих от источника на зеркало, выделим 3 луча - SO, SO1,
• SO2. По закону отражения каждый из лучей отражается от зеркала под таким же углом, под которым падает на зеркало. После отражения эти лучи расходящимся пучком попадают в глаз наблюдателя. Если продолжить эти лучи назад, за зеркало, то они сойдутся в некоторой точкеS′. Эта точка и является изображением источника S. Именно здесь наблюдатель будет видеть получившееся изображение.

Изображение в плоском зеркале называется мнимым, так как оно получается в результате пересечения не реальных лучей света, а их воображаемых продолжений. Если бы это изображение было получено пересечением реальных световых лучей, то оно называлось бы действительным.

• Итак, изображение в плоском зеркале всегда является мнимым.
• Пользуясь признаками равенства треугольников, можно доказать, что
• SO=S′O. Это означает, что изображение предмета за зеркалом находится на таком же расстоянии от него, как и сам предмет.

Проверим предыдущее утверждение на опыте. Поместим на стол кусок плоского стекла. Оно будет служить полупрозрачным зеркалом. Поместив перед ним зажжённую свечу, мы увидим её отражение. Оно будет казаться расположенным позади стекла. Передвигая вторую свечу, найдём положение, при котором оно совместится с полученным ранее изображением.

• При этом вторая свеча будет казаться также зажжённой. Измерив расстояния от зажжённой свечи до стекла и от стекла до второй свечи, убедимся, что расстояния одинаковы.
• Опыт также показывает, что размеры изображения предмета в плоском зеркале равны размерам предмета.

Предмет и его изображение в плоском зеркале представляют собой не тождественные, а симметричные фигуры. Изображение предмета в плоском зеркале всегда является

1)мнимым;

2)прямым, то есть не перевёрнутым;

3)равным по размеру самому предмету;

4)находящимся на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет расположен перед ним;

5)симметричным самому предмету.

Сферическое зеркало.

• Сферическим зеркалом называется часть сферической поверхности, зеркально отражающая свет.
• Вогнутое сферическое зеркало- зеркало внутренняя часть которого является зеркальной.
• Выпуклое сферическое зеркало- зеркало наружная часть которого является зеркальной.

Главная оптическая ось – прямая, на которой лежат фокус, полюс и центр зеркала(РМ)

Р – полюс зеркала

О – главный оптический центр зеркала

F – фокус зеркала - в нем пересекаются все лучи. (действительный)

Точка F делит радиус пополам

Побочная ось зеркала - любой луч, проходящий через оптический центр зеркала.(АВ)

Фокальная плоскость - mn

P

F

O

М

Вогнутое сферическое зеркало.

В

А

Фокальная плоскость – плоскость , проходящая через фокус зеркала перпендикулярно главной оптической оси (mn)

Вогнутое сферическое зеркало называют собирающим, т. к. оно собирает в одной точке падающие параллельные пучки лучей после отражения.

n

m

P

O

F

Лучи, идущие параллельно главной оптической оси после отражения проходят через фокус зеркала

Лучи, проходящие через оптический центр зеркала после отражения опять идут через оптический центр

O

F

P

Лучи, проходящие через фокус зеркала, после отражения пойдут параллельно главной оптической оси

O

F

P

Параллельные лучи, падающие на зеркало под произвольными углами к главной оптической оси, после отражения пересекутся в одной точке, лежащей на фокальной плоскости.

O

P

F

Выпуклое зеркало

Выпуклое зеркало рассеивает

падающие на него параллельные лучи.

Фокус - мнимый

Если на выпуклое зеркало поместить пучок параллельных лучей, то после отражения они разойдутся так что их мнимые продолжения пересекутся в фокусе

O

F

P

O

F

P

B

A

Предмет находится за опти-

ческим центром

Изображение действительное,

перевернутое, уменьшенное

A1

B1

Построение изображения в вогнутом сферическом зеркале

A1

B

A

O

F

P

Предмет находится между оптическим центром и фокусом

Изображение действительное,

перевернутое, увеличенное

B1

Построение изображения в вогнутом сферическом зеркале

O

Предмет находится перед фокусом

Изображение мнимое,

прямое, увеличенное

F

Р

B

A

A1

B1

Построение изображения в вогнутом сферическом зеркале

A1

Изображение мнимое, прямое,уменьшенное

P

F

O

A

B

B1

Построение изображения в выпуклом сферическом зеркале

B1

P

F

O

B

A

A1

Изображение действительное,

перевернутое, уменьшенное

Построение изображения в вогнутом сферическом зеркале

• Предмет находится за центром зеркала

Преломление света Явление изменения направления распространения света на границе раздела двух сред при переходе из одной среды в другую называется преломлением света. Законы преломления света

• Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
• Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред.

Этот закон был установлен

Снеллиусом (1580 - 1626).

n 2,1 – относительный показатель преломления второй среды относительно первой. n 2,1 – относительный показатель преломления второй среды относительно первой.

Абсолютный показатель преломления среды - физическая величина, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде:

                               n = с / v

   Абсолютный показатель преломления среды показывает во сколько раз скорость распространения света в данной среде меньше, чем скорость света в вакууме:

v  = n / c

Для любой среды n > 1. Чем больше абсолютный показатель преломления среды, тем меньше скорость распространения в ней.

Явление полного отражения света. При некотором угле падения α угол преломления γ становится практически равным 900.

Что будет, если увеличивать угол

падения?

Достигнув границы раздела двух

сред , луч отразится обратно

внутрь стекла.

Явление, при котором весь падающий свет отражается в более плотную среду, называется полным отражением света. Предельный угол падения, при котором наступает полное отражение света равен Sin α = 1 / n

«Обычный свет состоит из лучей разных цветов»

Каждый охотник желает

знать, где сидит фазан

Спектр – радужная полоса, в которой представлены семь цветов радуги

Запомни!

Дисперсия

• (от латинского dispersio— рассеяние) – явление разложения солнечного света на составные части

Цвет непрозрачного тела определяется цветом лучей, отраженных от него.

Цвет прозрачного тела определяется цветом лучей, проходящих через него.

стекло

книга

Задача № 1

• В солнечный день длина тени от вертикально стоящей метровой линейки равна 90 см, a от дерева – 6м. Какова высота дерева?

1 задача

Дано:

Решение:

Из подобия треугольников:

Задача №2

• Угол между падающим и отраженным лучами равен 30⁰. Каким будет угол отражения , если угол падения увеличить на 15⁰?

2 задача

Дано:

Решение:

Тест 1. Из перечисленных ниже тел выберите тело, являющееся естественным источником света: А) телевизор В) зеркало С) Солнце D) Луна Е) электрическая лампочка 2. Луч света падает на зеркальную поверхность и отражается. Угол падения 300. Угол отражения равен А) 1500 В) 1200 С) 900 D) 600 Е) 300 3. Оптика – это А) наука о зрении В) раздел физики, изучающий природу света С) раздел физики, где изучаются природа света, световые явления и их закономерности D) приборы для улучшения условий видимости Е) наука о световых явлениях 4. Луч света падает на зеркало под углом 550 к его поверхности. Определить, чему равен угол между падающим и отраженным лучами. А) 350 В) 900 С) 700 D) 1100 Е) 550 5. Образование тени является доказательством 5. Образование тени является доказательством А) закона отражения света В) закона преломления света С) закона прямолинейного распространения света D) явления полного отражения света Е) явления разложения света

• 6. Человек стоит перед плоским зеркалом, а затем приближается к нему на 25 см. Определить, на сколько изменится расстояние между человеком и его изображением в зеркале.
• А) 25 см В) 1 м С) 75 см D) 60 см Е) 50 см
7. Указать, почему происходят солнечные затмения. А) Между Солнцем и Землей иногда проходят другие планеты В) Это результат падения тени от кометы на Землю С) Это результат падения тени от Земли на Луну D) Это результат падения тени от Луны на Землю Е) Это результат отклонения солнечных лучей от прямолинейного направления под влиянием притяжения Луны

8. Какое из утверждений относится к законам отражения света? 8. Какое из утверждений относится к законам отражения света? А) угол отражения равен углу падения В) угол отражения больше углу падения С) угол отражения меньше углу падения D) Лучи падающий и отраженный взаимообратны 9. Как изменится угол между падающим лучем на плоское зеркало и отраженным от него лучем при увеличении угла падения на 100 С? А) не изменится В) увеличится на 100 С) увеличится на 50 D) увеличится на 200 10. В какой среде свет распространяется с большей скоростью? А) в воздухе В) в воде С) в вакууме D) скорость света во всех средах одинаковая Ответы

• 1 – Е
• 2 – С
• 3 – С
• 4 – С
• 5 – С
• 6 – Е
• 7 – D
• 8 – A
• 9 – D
• 10 - C

Шкала оценивания

• от 9 – 10 верных ответов, оценка «5»
• от 7 – 8 верных ответов, оценка «4»
• от 5 – 6 верных ответов, оценка «3»
• от 1 – 4 верных ответов, оценка «2»